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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 螺旋行波纳米天线控制光偏振
摘要： 光偏振是现代光子学的关键要素。在各向异性金属纳米结构中定制表面等离激元（SPs）为微观尺度下的偏振控制开辟了前景[1]。然而现有器件尺寸仍远大于光波长。本研究提出行波螺旋等离激元天线（TW-HPA）突破该限制[2]。其非共振特性区别于既有螺旋等离激元结构[3-5]，将行波螺旋天线概念[6]拓展至光学领域。该TW-HPA由镀金细线螺旋缠绕成微型螺旋结构（图1a），镀金导线支撑着无截止轴向对称行波等离激元[7]，通过螺旋基座处矩形孔径纳米天线的偶极模式进行局域激发。传播过程中，等离激元线?；竦霉斓澜嵌浚∣AM）。尖锐曲率使该SP模式的OAM与自由空间传播光子的自旋角动量（SAM）匹配[8]?；谡庵諳AM-SAM转换机制，单个TW-HPA可通过漩涡等离激元效应在亚波长尺度产生圆偏振定向光。通过紧密排布这些TW-HPA，可构建具有特定手性及可调强度的微米级圆偏振光源阵列，为探测器、显示器、光磁记录及量子信息等需要局部寻址的光子应用开辟新途径。将四个相反手性的TW-HPA光学耦合（图1b），我们获得了体积小于立方波长的相位板——其偏振特性此前从未实现。当入射线偏振光旋转52°（标准四分之一波片需90°）即可实现左/右旋圆偏振（LCP/RCP）切换。基于光的自旋-轨道相互作用，该方法具有普适性强、结构稳固的特点，可制备超紧凑等离激元偏振器及非常规相位板。无论是独立结构还是耦合阵列，TW-HPA都将推动高集成度偏振编码光学的发展，尤其适用于量子信息与光学自旋电子学中自旋编码光子量子比特的产生与调控。
关键词： 光偏振、轨道角动量、表面等离子体激元、圆偏振光、光学自旋电子学、量子信息、自旋角动量、螺旋行波纳米天线
更新于2025-09-11 14:15:04
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表面等离子体激元对激光能量吸收及表面结构化的影响
摘要： 在飞秒或皮秒激光脉冲实验中，精确计算激光能量吸收对于描述周期性表面结构的形成至关重要。在粗糙材料表面、裂纹或台阶边缘处，超短激光脉冲能激发表面等离激元极化子（SPP）——即与激光电磁波耦合的表面等离子体。这种等离子体波与入射脉冲的干涉会导致样品表面沉积激光能量的周期性调制。本研究在双温模型框架内，提出了考虑正入射超短激光脉冲照射介质-金属界面台阶边缘时所激发SPP的源项解析表达式。以金为例量化了激光脉冲参数对能量吸收的影响。该成果可用于纳米光子学应用，并为电子与晶格温度演化（进而在受控条件下形成具有预定特性表面）的理论研究提供依据。
关键词： 激光能量吸收，表面等离子体激元，等离子体激元学，激光诱导周期表面结构，超短激光脉冲
更新于2025-09-11 14:15:04
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采用短截线加载等离子体模拟波导的紧凑型带通滤波器设计与仿真
摘要： 本文研究并数值分析了等离子体带通滤波器（BPF）。该滤波器基于双短截线结构设计，通过适当调节谐振器的长度和宽度可实现通带特性。所提出的双短截线BPF具有在太赫兹频段工作的理想特性，通过产生多个传输零点来提升滤波器选择性。所有仿真结果均采用CST微波工作室套件进行研究。通常，传输效能通过精确谐振条件体现，并将通过数值模拟或理论分析进行验证。本文为等离子体BPF在等离子体集成电路（PIC）之外的应用提供了广阔前景。
关键词： MIMSIR、BPF、等离子体激元学、表面等离子体激元、光子集成电路
更新于2025-09-11 14:15:04
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等离子体量子点纳米激光器中介电函数的建模
摘要： 在本研究中，我们提出了一个等离子体量子点（QD）纳米激光器的介电函数模型。通过构建金属/半导体/金属结构形成具有活性区域（包含量子点、润湿层和势垒）的等离子体纳米腔，分别计算了金属（银）与量子点结构的介电函数。针对银/砷化铟量子点结构界面，计算了表面等离子体激元（SPP）的传播常数，并评估了该等离子体量子点结构的色散关系。在远离等离子体频率时，介电函数实部与虚部间距较大且明显偏离线性关系。由于零维量子点结构的强局域效应，SPP场在界面处高度集中——这一特性可应用于光学成像的超分辨率和高灵敏度检测，SPP传播长度（Lspp）的计算结果也验证了该结论。数据显示银/砷化铟量子点界面的SPP能量损耗显著低于银/空气界面，所得结果与实验数据相符。
关键词： 表面等离子体激元，银/量子点，等离子体量子点结构
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于双纳米光栅结构的等离子体光电探测器光吸收增强
摘要： 这个高速光子系统时代要求光电探测器具备大带宽、高增益和更优的光增强能力。在研究者探索的多种光吸收增强方法中，等离子体激元技术在过去几十年间获得了更多关注。虽然单层等离子体激元支持的金属-半导体-金属光电探测器已被研究用于提高光吸收效率，但文献中缺乏对双层结构的研究。本文展示了工作波长为1.4微米（适用于夜视应用）的双层纳米光栅等离子体激元光电探测器的性能。所提出的双层纳米光栅等离子体激元支持光电探测器设计方案实现了92.14%的猝灭因子，并在60纳米亚波长孔径高度下提供了最高的光增强效果。这归因于上下两层光栅都对光捕获作出了贡献。
关键词： 表面等离子体激元（SPPs）、纳米光栅、纳米材料、等离子体学、亚波长孔径
更新于2025-09-11 14:15:04
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表面增强拉曼光谱揭示纳米结构上的等离激元介导化学反应
摘要： 源自纳米结构金属（金、银、铜等）中传导电子集体振荡的表面等离子体激元（SPs），不仅能在时空上重新分配电磁场，还能调控激发载流子（电子与空穴）及热能的分布。因此，表面等离子体激元可参与分子光谱分析、化学反应等多种过程。近年来大量研究证实，等离子体介导的化学反应（PMCRs）已成为高度活跃的研究领域，为温和条件下实现光驱动化学反应提供了极具前景的途径。与此同时，基于相同表面等离子体激元原理的表面增强拉曼光谱技术（SERS），凭借其高表面灵敏度与能量分辨率，已成为原位研究PMCRs的强效通用技术。
关键词： 表面等离子体激元、光热效应、热电子、热空穴、表面增强拉曼光谱、等离子体介导的化学反应
更新于2025-09-11 14:15:04
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银膜上周期性介质纳米带超材料的表面增强完美吸收
摘要： 集成介电超材料与等离子体结构可引发剧烈光学共振并增强光吸收能力。本文描述了薄银膜上硅纳米阵列在亚波长纳米尺度实现极端光限制的光学特性。我们在硅纳米条带中实现了近乎完全的吸收——这些纳米条带在可见光区域支持磁四极子米氏型共振。介电纳米条带的米氏共振场与银膜的屏蔽响应相互作用，形成等离子体共振构型，从而在介电纳米条带中实现完美光吸收。此外，我们在硅圆柱和菱形柱阵列等其他纳米结构中也获得了类似效果。由于该复合体系能维持杂化等离子体模式与磁模式，将有利于太阳能收集应用。
关键词： 表面等离子体激元、等离子体结构、介电超材料、米氏共振、完美吸收
更新于2025-09-10 09:29:36
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二维正弦形银纳米光栅展现出偏振无关的表面增强拉曼光谱，及其与金纳米球胶体表面等离子体激元和局域表面等离子体的耦合
摘要： 本文提出了一种基于二维正弦银纳米光栅的可重复表面增强拉曼散射（SERS）基底。该大面积SERS基底可通过无掩模激光干涉光刻技术轻松制备。通过时域有限差分法推导并辅以SERS检测实验验证了二维正弦银纳米光栅潜在的偏振无关SERS性能。研究构建了二维正弦银纳米光栅与金纳米球胶体耦合的双增强拉曼散射（DERS）基底，在最优条件下其SERS增强因子可达10个数量级。实验证实该DERS基底具有额外SERS效应。后续工作将把该DERS基底集成于微流控传感器中，用于空气中痕量爆炸物等水溶性气相或气载物质的原位、实时、连续监测。
关键词： 表面等离子体激元、表面增强拉曼散射、局域表面等离子体、二维正弦纳米光栅、偏振无关
更新于2025-09-10 09:29:36
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利用介质盒屏蔽赝表面等离子体极化激元传输线
摘要： 由于集成系统（包括基于超表面等离子体激元（SPPs）的电路）布局紧凑，局部泄漏电磁波会显著影响整个系统性能。但传统电磁兼容技术中广泛使用的金属屏蔽盒会严重影响SPP模式的传播。本文提出采用高介电常数材料制作的双层介质屏蔽盒，在不影响SPP传输线（TLs）传输效率的前提下抑制泄漏电磁波。通过仿真与实验验证，介质屏蔽的SPP传输线比金属屏蔽传输线具有更优的传播性能。研究还证实了介质屏蔽盒的有效性，计算与实测结果表明双层介质结构能产生卓越的屏蔽效能。
关键词： 表面等离子体激元（SPPs）、漏波、电磁兼容性（EMC）、金属屏蔽、介质屏蔽
更新于2025-09-09 09:28:46
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表面等离子体诱导的三脚架型四能级原子系统中的原子局域化
摘要： 我们利用表面等离激元极化激元的吸收/色散光谱展示了原子局域化现象。通过调节控制场的不同参数和传播方向，在表面等离激元极化激元的吸收/色散光谱上观测到单峰与双峰局域化现象。色散光谱中呈现约80%概率的局域化峰，吸收光谱中则为50%概率。观测到的局域化峰强度与控制场强度及电导率密切相关。
关键词： 表面等离子体激元、原子局域化、电导率、控制场、吸收/色散光谱
更新于2025-09-09 09:28:46